JP4913720B2 - 電子部品装着装置の電子部品装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品供給装置より供給された電子部品を吸着ノズルにより取り出して、照明装置により照射される光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して部品認識カメラで撮像し、この撮像された画像を電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータに基づき認識処理装置で認識処理した結果に基づいてプリント基板上にこの電子部品を装着するようにした電子部品装着装置の電子部品装着方法に関し、また部品供給装置より供給された電子部品を吸着ノズルにより取り出して、照明方法に関する部品ライブラリデータに基づき照明装置により照射される光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して部品認識カメラで撮像し、この撮像された画像を認識処理装置で認識処理した結果に基づいてプリント基板上にこの電子部品を装着するようにした電子部品装着装置の電子部品装着方法に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば特許文献１などに開示されているが、一般にプリント基板の生産運転で順調に稼動していたものが、ときにいきなり部品認識異常が頻発することがある。この背景には、交換後の部品供給ユニットの配置間違えは別として、部品切れにより補給した部品のロット変更による差異や部品製造メーカーの違いで、外形寸法が僅か違ったり、モールド樹脂部の色の変化により照明方法の設定がミスマッチしてしまう等の要因が考えられる。

このため、上述したようなケースの対処としては、これまでは部品認識異常率を監視して、突発的に多く認識異常が発生した電子部品種を抽出して、電子部品装着装置の生産運転を中止して、部品認識テストを行い、正常に部品認識ができるよう電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータの必要な修正を行い、部品認識異常率の悪化を解消していた。
特開２００５−１５９２０９公報

しかし、この部品認識異常率悪化の解消に費やす時間は、プリント基板の生産運転を中止して行うために、設備稼働率（生産効率）低下を招いていた。

そこで本発明は、設備稼働率（生産効率）低下を招くことなく、部品切れにより補給した部品のロット変更による差異や部品製造メーカーの違い等による部品認識異常率悪化を解消することを目的とする。

このため第１の発明は、部品供給装置より供給された電子部品を吸着ノズルにより取り出して、照明装置により照射される光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して部品認識カメラで撮像し、この撮像された画像を電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータに基づき認識処理装置で認識処理した結果に基づいてプリント基板上にこの電子部品を装着するようにした電子部品装着装置の電子部品装着方法において、
作業者が前記電子部品装着装置と通信線にて接続されたデータ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータから生産ラインにおける電子部品装着装置の管理データを取得し、
前記データ管理コンピュータでこの取得した管理データを解析し、この解析された管理データから認識異常が発生した前記電子部品装着装置の電子部品を指定することにより、前記データ管理コンピュータはこの認識異常が発生した電子部品の画像を電子部品装着装置に対応するコンピュータから受信し、
作業者が前記データ管理コンピュータを操作して前記認識異常とされた電子部品の画像を解析して部品ライブラリデータを修正し、
作業者は前記データ管理コンピュータを操作して前記修正した部品ライブラリデータに基づいて、この認識異常に係る画像を認識処理し、
この認識処理により全て認識良好と判断された場合には、作業者は前記データ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータに前記修正した部品ライブラリデータを送信し、
このライン統括コンピュータはこの部品ライブラリデータを使用している生産ラインの全ての電子部品装着装置に対応するコンピュータに修正した部品ライブラリデータを送信する
ことを特徴とする。

第２の発明は、部品供給装置より供給された電子部品を吸着ノズルにより取り出して、照明方法に関する部品ライブラリデータに基づき照明装置により照射される光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して部品認識カメラで撮像し、この撮像された画像を認識処理装置で認識処理した結果に基づいてプリント基板上にこの電子部品を装着するようにした電子部品装着装置の電子部品装着方法において、
作業者が前記電子部品装着装置と通信線にて接続されたデータ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータから生産ラインにおける電子部品装着装置の管理データを取得し、
前記データ管理コンピュータでこの取得した管理データを解析し、この解析された管理データから認識異常が発生した前記電子部品装着装置の電子部品を指定することにより、前記データ管理コンピュータはこの認識異常が発生した電子部品の画像を電子部品装着装置に対応するコンピュータから受信し、
作業者が前記データ管理コンピュータを操作して前記認識異常とされた電子部品の画像を解析し、
この画像で暗いリード又は電極がある場合には当該認識異常とされた電子部品を前記電子部品装着装置とは別に設けられた画像撮像装置で前記部品ライブラリデータの照明方法を変更して撮像し、その撮像した画像を認識処理し、
認識処理した結果が良好の場合には、変更後の照明方法に部品ライブラリデータを修正し、
作業者は前記データ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータに前記修正した部品ライブラリデータを送信し、
このライン統括コンピュータはこの部品ライブラリデータを使用している生産ラインの全ての電子部品装着装置に対応したコンピュータに修正した部品ライブラリデータを送信する
ことを特徴とする。

第３の発明は、電子部品装着装置の電子部品装着方法に係る第１又は第２の発明において、以上の処理をプリント基板の生産運転を停止することなく行うことを特徴とする。

本発明は、設備稼働率（生産効率）低下を招くことなく、部品切れにより補給した部品のロット変更による差異や部品製造メーカーの違い等による部品認識異常率悪化を解消することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１のプリント基板の生産ラインの管理システムにおいて、ラインＡ、ラインＢは、工場における基板を組み立てる基板組立実装ラインで、プリント基板上にペーストハンダを塗布するスクリーン印刷装置、プリント基板上に接着剤を塗布する接着剤塗布装置、プリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置などから構成されるが、説明の便宜上、両ラインＡ及びＢともに電子部品装着装置１及び２のみ図示してある。

そして、各電子部品装着装置１、２はそれぞれ表示装置及び入力装置を備えたパーソナルコンピュータ３、４を備えており、ライン先頭の電子部品装着装置１と２にはそれぞれ表示装置及び入力装置を備えて各ラインＡ、Ｂに対応したライン統括パーソナルコンピュータ（以下、「ライン統括ＰＣ」という。）５、６が設けられ、各パーソナルコンピュータ３、４及びライン統括ＰＣ５、６はデータ管理コンピュータ（以下、「データ管理ＰＣ」という。）７にＬＡＮケーブル８を介して接続されている。即ち、データ管理ＰＣ７は前記電子部品装着装置１、２と通信線であるＬＡＮケーブル８にて接続されている。

そして、各パーソナルコンピュータ３、４は各電子部品装着装置１、２についての管理データを格納し、前記ライン統括ＰＣ５、６は定期的に、ラインＡ、Ｂのパーソナルコンピュータ３、４に命令を発してこのパーソナルコンピュータ３、４から各各電子部品装着装置１、２の管理データをＬＡＮケーブル８を介して取得する。尚、各パーソナルコンピュータ３、４からライン統括ＰＣ５、６に定期的に、管理データを自動的に送信するように構成してもよい。

なお、前記ライン統括ＰＣ５、６は電子部品の認識処理に係るプログラムを格納して、各パーソナルコンピュータ３、４から電子部品装着に係る種々のデータを受信すると、そのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）に格納することとなるが、部品データベースの一部を構成する管理データとして格納される。

前記部品データベースは、電子部品の種類毎の「部品情報」、「認識情報」、「制御情報」及び「管理データ」で構成され、前記「部品情報」は、電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータであって電子部品のサイズ（Ｘ方向及びＹ方向）などの情報である。また、「管理データ」は部品種毎の、機種毎の、生産装置毎などの電子部品装着に係る種々のデータで構成される。従って、どの部品種の、どのプリント基板の、どの生産装置などで、部品無しがどの位発生したり、部品認識異常がどの位発生したかなどが管理されている。

１０は画像撮像装置で、電子部品を吸着保持する吸着ノズルと、この吸着ノズルに吸着保持された電子部品を照明するための照明装置と、この照明装置により照明された当該電子部品を撮像する部品認識カメラと、この部品認識カメラで撮像した画像を認識処理するパーソナルコンピュータとを備えている。

以上の構成により、電子部品の装着動作について、簡単に説明する。プリント基板の生産運転が開始されると、プリント基板が上流側装置（図示せず）より受継がれて搬送装置の基板供給部上に存在すると、この基板供給部上のプリント基板を基板位置決め部へ移動させて位置決めして固定する。そして、プリント基板の位置決めがされると、ビームがＹ方向リニアモータの駆動により前後に延びたガイドに沿ってＹ方向に移動すると共にＸ方向リニアモータにより装着ヘッドがＸ方向に移動し、対応する部品供給ユニットの部品取出し位置上方まで移動して上下軸モータの駆動により装着ヘッドに設けられた吸着ノズルを下降させて部品供給ユニットから電子部品を取出す。

そして、取出した後は装着ヘッドの吸着ノズルを上昇させて、ビームの装着ヘッドを部品認識カメラ上方を通過させ、この移動中に複数の吸着ノズルに吸着保持された複数の電子部品を一括して撮像して、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理して吸着ノズルに対する位置ズレを把握することができる。

その後、ビームおよび装着ヘッドを移動させることにより、基板認識カメラをプリント基板上方へ移動させて、位置決めされているプリント基板に付された位置決めマークを撮像し、この撮像された画像を認識処理装置が認識処理してプリント基板の位置を把握する。

そして、装着データの装着座標にプリント基板の位置認識結果及び各部品認識処理結果を加味して、吸着ノズルが位置ずれを補正しつつ、それぞれ電子部品をプリント基板上に装着する。このようにして、プリント基板上に全ての電子部品の装着をしたら、このプリント基板を基板位置決め部から基板排出部を介して下流装置に受け渡す。

ここで、図２のフローチャートに基づいて、プリント基板の生産運転を停止することなく行う電子部品の認識異常のオフライン救済について説明する。先ず、プリント基板の生産運転で順調に稼動していたものが、ときにいきなり部品認識異常が頻発することがある。この背景には、フィーダベースへの交換後の部品供給ユニットの配置間違えは別として、部品切れにより補給した部品のロット変更による差異や部品製造メーカーの違いで、外形寸法が僅か違ったり、モールド樹脂部の色の変化により照明の明るさ等の設定がミスマッチしてしまう等の要因が考えられる。このような場合における認識異常を救済するために、プリント基板の生産運転を停止することなく、オフラインで救済するものであり、以下説明する。

初めに、吸着ノズルに吸着保持された電子部品について認識処理装置による認識結果が異常であるとされた場合は、プリント基板上に装着することなく回収箱にて回収され、且つその画像が認識異常の原因毎に原因コードが付されて電子部品装着装置１、２の図示しない記憶手段に管理データの１つとして格納されると共に認識異常が発生した電子部品装着装置１、２対応するパーソナルコンピュータ３の記憶手段にも格納される。

そして、各ライン統括ＰＣ５、６は定期的に、ラインＡ、Ｂのパーソナルコンピュータ３、４に命令を発してこのパーソナルコンピュータ３、４から各各電子部品装着装置１、２の前記管理データをＬＡＮケーブル８を介して取得する。

そして、作業者はデータ管理ＰＣ７を操作することにより、例えば一方のライン統括ＰＣ５から、ラインＡの各パーソナルコンピュータ３の管理データをＬＡＮケーブル８を介して取得する。

従って、ラインＡにおけるプリント基板の生産運転を停止することなく、作業者はオフラインでデータ管理ＰＣ７を操作して、前記管理データを解析する。そして、この解析された管理データから認識異常が多発したラインＡの左から２番目の電子部品装着装置１の電子部品の部品ＩＤを指定することにより、データ管理ＰＣ７はこの認識異常が多発した電子部品の画像を当該電子部品装着装置１に対応して設けられたパーソナルコンピュータ３から受信する。

そして、作業者は、データ管理ＰＣ７を操作して前記認識異常とされた電子部品の画像を解析し、電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータである部品情報を修正する。この場合、認識異常とされた電子部品の画像のうち、部品ライブラリデータの作成間違いが原因で異常とされたと思われる前記原因コードが付された画像を選択して、その画像を解析する。即ち、電子部品のリード曲がり（その画像を示す図３参照）、吸着ノズルの電子部品の吸着姿勢などが原因である場合の画像は選択しないで、電子部品のサイズ違いや、リードのサイズ違いや、電極の映りが悪い場合などが認識異常の原因である画像を選択して、その画像を解析する。

この場合、画像が図４に示すような形状の電子部品である場合において、図５に示すような形状の電子部品であるとして、図６に示すような部品ライブラリデータが各ライン統括ＰＣ５、ラインＡの左から２番目の電子部品装着装置１に対応して設けられたパーソナルコンピュータ３の記憶手段に格納されている場合について説明する。部品ライブラリデータには、モールドの上側及び下側の３本のリードのリード幅がそれぞれ０．１８ｍｍとして格納されていて、図４に示すような形状の電子部品であるが図５に示すリードの幅寸法が小さい形状の電子部品として部品ライブラリデータが作成されているために、リードのサイズ違いの認識異常が多発した場合である。従って、リードのサイズ違いの認識異常に係る画像を解析して、作業者はデータ管理ＰＣ７を操作してモールドの上側及び下側の３本のリードのリード幅を先端部のリード幅（０．１８ｍｍ）から幅広の中央部〜根元付近部までのリード幅（０．５０ｍｍ）に変更して、図７に示すような形状の電子部品であるとして、図８に示すような部品ライブラリデータに修正する。

その後、作業者は認識処理に係るプログラムを格納したデータ管理ＰＣ７を操作して、この修正した部品ライブラリデータに基づいて、リードのサイズ違いの認識異常に係る画像を認識処理する（認識テスト）。この場合、ラインＡの左から２番目の電子部品装着装置１で扱う同じ種類の電子部品についての同じ認識異常原因に係る画像のうち、必要な数の電子部品の画像について認識テストを行い、全て認識異常でなく良好と判断された場合には、作業者はデータ管理ＰＣ７を操作してライン統括ＰＣ５に前記修正した部品ライブラリデータを送信し、受信したライン統括ＰＣ５はこの修正した部品ライブラリデータを格納する。なお、必要な数の電子部品の画像について認識テストを行うに際しては、データ管理ＰＣ７が受信した画像の数が少ない場合は、全て認識テストを行ってもよく、この場合には認識テストの精度が向上する。

そして、ライン統括ＰＣ５はこの部品ライブラリデータを使用しているラインＡの全ての電子部品装着装置１に対応した設けられたパーソナルコンピュータ３にこの修正した部品ライブラリデータを送信し、受信したパーソナルコンピュータ３はこの修正した部品ライブラリデータを格納すると共に当該電子部品装着装置１の記憶手段に格納させる。

従って、ラインＡの左から２番目の電子部品装着装置１で扱う当該電子部品のプリント基板への装着に際して、当該電子部品の修正した部品ライブラリデータに基づいて部品認識処理が行われることとなり、修正前の部品ライブラリデータを原因とした部品認識異常の発生件数が減少することとなる。

このため、設備稼働率（生産効率）低下を招くことなく、部品切れにより補給した部品のロット変更による差異や部品製造メーカーの違い等による部品認識異常率悪化を解消することができる。

なお、前記認識テストをし、全て認識良好と判断されなかった場合には、データ管理ＰＣ７は暗いリードや電極があるか否かを判断する。

そして、暗いリードや電極が無いと判断すれば、前述したように、再び画像の解析をして、部品ライブラリデータの必要な修正を行うというような動作を繰り返すこととなる。また、暗い電極が有ると判断すると（又は暗いリードが有ると判断した場合も同様。）、画像撮像装置１０と当該認識異常に係る電子部品を使用して、照明パターンを変更して吸着ノズルに吸着保持された電子部品に画像撮像装置１０を構成する照明装置からの光を照射して部品認識カメラで当該電子部品を撮像し、認識テストを実施する。

この場合、作業者は画像撮像装置１０のパーソナルコンピュータを操作して照明パターンを変えて、ラインＡの左から２番目の電子部品装着装置１で扱う同じ種類の電子部品についての同じ認識異常原因に係る画像のうち、必要な数の電子部品の画像について認識テストを行い、全て認識正常で良好と判断された場合には、作業者はデータ管理ＰＣ７を操作して電極がある当該電子部品の部品ライブラリデータの修正を行う。

即ち、図９に示すように、当該電子部品の部品ライブラリデータとして、照明方法が「反射」で、点灯パターン設定が「自動（反射照明の上、中、下段の３段の照明のうち、中段と下段を点灯する。）」と作成されているために、例えば電極の映りが悪くて、エッジの位置を間違えて認識異常が多発した場合（その画像である図１０参照）である。従って、作業者は図１１に示すように、点灯パターン設定を「手動」として、透過照明を「消灯」として、「反射（上）」、「反射（中）」、「反射（下）」を「点灯」として、反射照明の上、中、下段の３段全て照明を点灯するように変更して、画像撮像装置１０で当該電子部品について撮像して認識テストを行い、図１２のような撮像画像であって認識正常で良好と判断された場合には、このように当該電子部品の部品ライブラリデータを修正する。なお、この認識テストでも、認識異常と判断された場合には、変更した照明パターンとは異なる照明パターンに変更して、前述したような認識テストを行い、認識正常で良好と判断された場合には、そのように修正する。

そして、作業者はデータ管理ＰＣ７を操作してライン統括ＰＣ５に前記修正した部品ライブラリデータを送信し、受信したライン統括ＰＣ５はこの修正した部品ライブラリデータを格納する。そして、ライン統括ＰＣ５はこの部品ライブラリデータを使用しているラインＡの全ての電子部品装着装置１に対応して設けられたパーソナルコンピュータ３に、この修正した部品ライブラリデータを送信し、受信したパーソナルコンピュータ３はこの修正した部品ライブラリデータを格納すると共に当該電子部品装着装置１の記憶手段に格納させる。

従って、当該電子部品装着装置１で扱う当該電子部品のプリント基板への装着に際して、当該電子部品の修正した部品ライブラリデータに基づいて部品認識処理が行われることとなり、修正前の部品ライブラリデータを原因とした部品認識異常の発生件数が減少することとなる。

以上本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

プリント基板の管理システムの概略構成図である。 フローチャートを示す図である。 電子部品のリード曲がりの画像を示す図である。 リードのある電子部品の画像を示す図である。 リードのある電子部品を示す図である。 図５に示す電子部品の部品ライブラリデータを示す図である。 リードのある電子部品を示す図である。 電子部品の修正した部品ライブラリデータを示す図である。 電極がある電子部品の部品ライブラリデータを示す図である。 エッジの位置を間違えて認識異常とされた画像を示す図である。 電極がある電子部品の修正した部品ライブラリデータを示す図である。 電極がある電子部品の画像を示す図である。

符号の説明

１、２ 電子部品装着装置
３、４ パーソナルコンピュータ
５、６ ライン統括パーソナルコンピュータ
７ データ管理コンピュータ
１０ 画像撮像装置

Claims (3)

1. 部品供給装置より供給された電子部品を吸着ノズルにより取り出して、照明装置により照射される光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して部品認識カメラで撮像し、この撮像された画像を電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータに基づき認識処理装置で認識処理した結果に基づいてプリント基板上にこの電子部品を装着するようにした電子部品装着装置の電子部品装着方法において、
   作業者が前記電子部品装着装置と通信線にて接続されたデータ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータから生産ラインにおける電子部品装着装置の管理データを取得し、
   前記データ管理コンピュータでこの取得した管理データを解析し、この解析された管理データから認識異常が発生した前記電子部品装着装置の電子部品を指定することにより、前記データ管理コンピュータはこの認識異常が発生した電子部品の画像を電子部品装着装置に対応するコンピュータから受信し、
   作業者が前記データ管理コンピュータを操作して前記認識異常とされた電子部品の画像を解析して部品ライブラリデータを修正し、
   作業者は前記データ管理コンピュータを操作して前記修正した部品ライブラリデータに基づいて、この認識異常に係る画像を認識処理し、
   この認識処理により全て認識良好と判断された場合には、作業者は前記データ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータに前記修正した部品ライブラリデータを送信し、
   このライン統括コンピュータはこの部品ライブラリデータを使用している生産ラインの全ての電子部品装着装置に対応するコンピュータに修正した部品ライブラリデータを送信する
   ことを特徴とする電子部品装着装置の電子部品装着方法。
2. 部品供給装置より供給された電子部品を吸着ノズルにより取り出して、照明方法に関する部品ライブラリデータに基づき照明装置により照射される光を前記吸着ノズルに吸着保持された電子部品に照射して部品認識カメラで撮像し、この撮像された画像を認識処理装置で認識処理した結果に基づいてプリント基板上にこの電子部品を装着するようにした電子部品装着装置の電子部品装着方法において、
   作業者が前記電子部品装着装置と通信線にて接続されたデータ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータから生産ラインにおける電子部品装着装置の管理データを取得し、
   前記データ管理コンピュータでこの取得した管理データを解析し、この解析された管理データから認識異常が発生した前記電子部品装着装置の電子部品を指定することにより、前記データ管理コンピュータはこの認識異常が発生した電子部品の画像を電子部品装着装置に対応するコンピュータから受信し、
   作業者が前記データ管理コンピュータを操作して前記認識異常とされた電子部品の画像を解析し、
   この画像で暗いリード又は電極がある場合には当該認識異常とされた電子部品を前記電子部品装着装置とは別に設けられた画像撮像装置で前記部品ライブラリデータの照明方法を変更して撮像し、その撮像した画像を認識処理し、
   認識処理した結果が良好の場合には、変更後の照明方法に部品ライブラリデータを修正し、
   作業者は前記データ管理コンピュータを操作してライン統括コンピュータに前記修正した部品ライブラリデータを送信し、
   このライン統括コンピュータはこの部品ライブラリデータを使用している生産ラインの全ての電子部品装着装置に対応したコンピュータに修正した部品ライブラリデータを送信する
   ことを特徴とする電子部品装着装置の電子部品装着方法。
3. 請求項１又は２において、以上の処理をプリント基板の生産運転を停止することなく行うことを特徴とする電子部品装着装置の電子部品装着方法。